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高效餐飲 油煙廢氣處理設備
產品分類: 廢氣處理設備
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第一章   項目總論

隨著我國經濟的發展,人民生活水平的提高,城市第三產業的迅速發展,飲食業油煙污染日益成為嚴重困擾城市居民生活的問題。在珠江三角洲經濟較發達的城市中,追求“鍋氣”的粵菜烹飪方法使這一問題更加突出,飲食業油煙污染的投訴己占環保投訴的重要部分。

自2000年7月1日國家環??偩謱嵤┑摹讹嬍硺I油煙排放標準(試行)》(GWPB5—2000)和自2001年飲食業油煙凈化設備技術要求及檢測技術規范(試行)》(HJ/T62—2001),以及自2002年1月1日實施的國家飲食業油煙排放標準(試行 )(GB18483—2001),油煙處理的排放標準和去除效率以及檢測方法都有了明確的規定。飲食業油煙處理已成為環保治理工程中一個緊迫的重要內容。

1.1飲食業油煙廢氣的污染

  飲食業油煙是指烹飪過程中加熱揮發的食用油和食用油受熱反應產生的揮發性有機物以及冷凝水氣、室內含塵氣體等的混合物,是粒徑為0.0lΛm-0.10Λm的氣溶膠,俗稱油煙。其所含的成份相當復雜,既有油脂、蛋白質和原料等在受熱條件下進行物理化學反應產生的有機煙氣,也有在加熱過程中,油料物料液滴濺裂所分解、氧化、聚合的高分子化合物。從形態上看,包括顆粒物及氣態兩類,而顆粒物又分為固體、液體兩種,其中液體的粘度較大。因此煙氣形成包含氣、固、液三相污染,味道主要由氣態污染物造成,液固態污染物則造成環境衛生的污染。

主要污染物為一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、炭黑顆粒物及熱污染,爐灶排氣溫度一般為250℃~350℃。經研究表明,油煙中至少有300多種化合物,油煙在高溫氧化裂解產生多種有害過氧化物和短鏈醛、酮、酸、醇等有刺激性味道的裂解后產物,包括脂肪酸、烷烴、酯、芳香化合物和雜環化合物等。產生的有機化合物與烹飪油的種類、烹飪條件、規模和溫度有關。

1.2飲食業油煙的危害

飲食業油煙的危害是顯而易見的。油煙的組成物大部分“致癌、致畸、致突變”的三致物質,嚴重危害人體健康。長期處于油煙環境易誘發呼吸道、肺部疾病,如肺泡疾患支氣管并發慢性炎癥及異體肉芽腫等疾病。油煙中的并(a)芘(Bap)屬于多環芳烴類化合物,是目前世界上450多種化學致癌物質中公認代表性強的致癌物質,易誘發鼻咽癌、肺癌等。

油煙污染的影響還表現在,一方面對視覺和景觀上造成影響,而且還伴有刺激性味道,是一種熱污染源;另一方面其氣溶膠中的液態顆粒物在排氣管道及出口處遇冷凝聚,形成粘稠的油滴,與環境中的泥沙、灰塵混合而成難以清除的油糊,粘附在排氣筒的內壁、出口處及管道接口外壁以及周圍建筑物上,既影響環境衛生,又成為火災的隱患。

1.3項目簡介

XX酒店飯店現有炒爐XX臺,由一臺380V抽風機排油煙廢氣。

第二章   設計依據、原則及范圍

2.1設計依據

DB18483-2001《飲食業油煙排放標準》

GB16297《大氣污染物綜合排放標準》

GB14554《惡臭污染物排放標準》

GB3095《環境空氣質量標準》

GB50019-2003《采暖通風與空氣調節設計規范》

GB700《普通碳素結構鋼》

JB/TQ《焊接通用技術條件》

GB50052《供配電系統設計規范》

GB50069《給水排水工程構筑物結構設計規范》

GB50231《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》

GBJ87《工業企業廠界噪聲控制設計規范》

GB50205-2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》

GB50212-91《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》

HGJ229-91《工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范》

GB50168-92《電器裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范規范》

GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》

GB50170-92《電氣裝置安裝工程旋轉電機施工及驗收規范》

GB50171-92《電器安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》

GB50257-96《電器裝置安裝工程爆炸和火災危險環境電氣裝置施工及驗收規范》

GB50212-91《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》

GB50231-98《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》

GB50235-97《工業金屬管道工程施工及驗收規范》

GB50171-92《現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范》

GB50254-96《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

GB50275-98《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規范》

HGJ209-83《鋼結構、管道涂裝技術規范》

JG81-91《建筑鋼結構焊機規程》

上述標準有矛盾時,按照高標準執行。

2.2設計原則

用最節能、最高效、最低運行成本、最簡單的工藝和維護作為設計理念。

排放口按照灶臺數量設計收集口并入主排氣管道

1)針對餐飲油煙的特點,選用技術先進可靠、工藝成熟穩妥、處理效率高、運行成本低、操作管理方便的處理工藝。

2)采用當前國內外行之有效的先進技術工藝和設備,避免采用高能耗的工藝和設施,設施耐沖擊力較強,并考慮適當的發展余地。

3)在進行綜合考慮的前提下,根據業主提供的數據確定最優化的工藝路線,執行國家關于環保的政策,符合國家有關法規、規范和標準;

4)在確保工藝達標的前提下,盡量減少工程投資費用和運行費用。

5)為了便于檢修和管理,設計大部分管道采用明管安裝。

6)在各功能模塊完成任務的前提下盡量美觀大方。

2.3設計范圍

本技術方案為XX個灶臺的XXX m3/H的餐飲油煙廢氣處理工程,內容包括工藝設計、配套設備選型、機電安裝工程、調試、給排水及一些必要的輔助工程設施。

從灶臺上的集氣罩引風口到處理設備范圍內工藝、機電安裝設計、管網、設備安裝等。

處理后的廢氣接通排氣塔。

我公司負責廢氣處理站站內管網,進風口從灶臺上集氣口止排氣塔。

進線電纜應由業主完成,接至廢氣站操作管理房內配電柜。

從炤臺出風口開始,經處理后排放至排氣塔。其中包括:廢氣管道、凈化除塵設備、引風機、水泵、水箱、排氣塔以及其電控系統等設計。

第三章   油煙排放量及排放標準

3.1飲食業單位規模的劃分

飲食業單位的油煙凈化設施最低去除率限值按規模分為大、中、小三級;飲食業單位的規模按基準灶頭數劃分,基準灶頭數按灶臺總發熱功率或排氣罩面投影面積折算。每個基準灶頭對應的發熱功率為1.67×108J/h,對應的排氣罩灶面投影面積為1.1m2.飲食業單位的規模劃分參數見表1

表2飲食業單位的規模劃分

規    模

小   型

中   型

大   型

基準灶頭數

≥1,<3

≥3,<6

≥6

對應灶頭總功率(108J/h)

1.67,<5.00

≥5.00,<10

≥10

對應排氣罩灶面總投影面積m2

≥1.1,<3.3

≥3.3,<6.6

≥6.6

3.2油煙排放量的確定

灶臺數X個

地點

油煙排放口(個)

設計排放量(M3/H)

廢氣總量(M3/H)

烘干排放口

3

20000

20000

3.3最高排放濃度和凈化設施最低去除率。

表3飲食業單位油煙的最高允許排放濃度和油煙凈化設施最低去除率

規    模

小   型

中   型

大   型

最高允許排放濃度(mg/m3

2.0

凈化設施最低去除率率(%)

60

75

85

第四章 飲食業油煙處理工藝分析

4.1.慣性分離法

  慣性分離法的工作原理是通過氣流方向的改變,使油霧顆??繎T性到達沉積面,從氣流中分離。其特點是設備簡單,壓降小,但處理效率低,只適合作預處理或處理要求較低的地方。處理設備的形式包括格柵,金屬隔油網等?,F在多數廚具公司生產的抽油煙罩內安裝了根據這種工藝設計的隔油格網。

4.2.過濾法

  過濾法的工作原理是利用纖維墊等材料作為濾層,使油煙由于動力捕集等作用被除下。其特點是凈化效率高,運行可靠,但壓降大,單層保護時間短,濾料易堵塞。該類設備包括濾布過濾,纖維墊過濾等。

4.3.洗滌法

洗滌法的原理是通過吸收液吸收油煙中的污染物,在氣液體接觸中使污染物從氣相向液相轉移。該法的處理效果由氣液接觸的方式以及吸收液的性質決定。利用洗滌法工藝處理油煙在珠三角地區應用較為普遍。比較有代表性的處理設備包括運水煙罩和水膜濕法處理設備。

4.3.1運水煙罩

集吸煙罩和油煙凈化裝置于一體,系統工作時,洗滌劑和自來水以霧化狀態噴射,使之與吸入的油煙充分接觸,從而達到高效洗滌的目的,然后經洗滌室上的葉輪將殘留的油霧、水氣及其它物質甩掉,達到除油、隔油的效果。該類設備凈化效率高,占地節省,能自動清洗,目前在香港應用較普遍,但價格比較昂貴,而且需配專門的清洗液。

4.3.2水膜濕法

油煙經排煙口進入凈化器時與噴嘴射出的凈化液霧混和吸附,冷凝轉相,產生雨洗效應,并在重力作用下隨凈化液流回水箱循環使用。凈化后的水霧經氣液分離裝置進行氣水分離,風機外排。由于該法處理效率高,價格適中,易被中小型飲食業用戶接受。缺點是需占用安裝場地,含油凈化液要作隔油處理,易造成二次污染。該類型設備是目前油煙處理工藝中最常用的方式,但不同的設備由于氣液接觸方式設計的不同導致效果差異很大。

4.4.靜電法

油煙的靜電法處理是電除塵技術應用于民用小型化的體現,其原理是油煙進入高壓電場,使油霧顆粒帶電,在電場力作用下向集塵極運動并凝聚成油滴,沉積在收集板上,經重力自流從而得到凈化。此法凈化效率高,壓降少,能滿足排放標準中大、中、小型要求的最低去除率。但其設備價格貴,初期投資高。

 靜電法處理器的電場發生器常見的包括平板式和蜂巢式兩種,后者由于電場的油污吸附力大在處理效果上比前者佳,但加工結構復雜,價格相對較高。處理器的高頻開關電源的穩定可靠性是設備長期運行的技術關鍵。另外集塵極板需維護清洗,清洗時存在廢液處理問題。安裝時也需要滿足場地要求。

4.5.等離子凈化法

  最近市場上有報道出現等離子體油煙凈化設備的使用。其原理是利用高壓靜電法的同時,在靜電場的前端設置等離子場,利用其高能量所激發的大量活性自由基對油霧粒子進行降解,使其粘度下降,易于收集。在產生等離子體的同時 ,高頻放電產生的瞬時高能量,能打開某些有害氣體的化學鍵而成為單質原子或無害分子。據報道該技術,去除率高,處理后氣體無異味,維護方便,但投資成本昂貴。

 國外飲食業由于烹飪方式的不同,其油煙濃度低,油煙處理一般采用熱氧化焚燒法,利用熱氧化反應將油煙中的有毒有害成分轉化成安全狀態。

4.6.光催化油煙凈化器

光催化油煙凈化器是利用特制的高能高出力UV紫外線光束照射油煙,改變油脂的分子結構,使高分子化合物降解成低分子化合物。利用高能UV紫外光分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧,因游離氧所攜帶正負電子不平衡所以需要與氧分子結合,進而產生臭氧。UV+O2=O+O(活性氧)O+O2=O3(臭氧),臭氧對有機物具有氧化作用,對油煙及其氣味有清除作用。光催化油煙凈化器利用高能UV紫外線及臭氧對油煙分子進行光解氧化反應,使其轉化成水喝二氧化碳,并通過排煙管道排出室外。光催化油煙凈化器經過反復試驗上述分解氧化反應過程對大于M-4的油脂分子團需要1-3秒分解時間,為解決這個問題,在紫外燈管兩側安裝了鋁基隔油網,目的是將M-4以上較大的油煙分子吸附滯留在鋁基隔油網上,使油煙分子團在紫外線周圍二次分解氧化。利用紫外光將含油氣體的油霧分解,無需投藥。氮由于分解氧化過程需要30秒以上,需要10米以上的管道處理,投資較高,清洗麻煩。

4.7.油煙生物凈化器

采用環境生物修復技術、生物過濾技術通過特殊培育的高效生物膜來凈化和降解油煙廢氣中的污染因子。當油煙廢氣以專管集中導入高效生物油煙凈化器后,通過特殊的專利填料和生長在其上面的生物形成生物膜,一方面以廢氣中的污染物為養料,進行生長繁殖,另一方面將廢氣中的有味的揮發性有機物(VOC)作生物分解及脫臭處理,降解成為無毒無味的二氧化碳和水以后再排出,達到凈化廢氣的目的。

第五章 飲食業油煙處理工藝確定

在總結國內外飲食業油煙處理工藝技術的研究和應用的基礎上,結合油煙處理工程在設計、施工、調試及運行的實踐對下面問題進行探討。

5.1壓降和風速與配套風機的選型

油煙處理選用的風機的靜壓用來克服管道阻力和凈化器的壓力降,風機靜壓大,凈化處理效果好,氮相應風機產生的噪音也越高,功率業越大。過濾法壓降大,慣性分離法和靜電法壓降較少,洗滌法壓降與處理器結構有關。

  為盡量減少塵粒和油污在風管內的粘結和積聚,風速的設定較為重要。風管內的煙氣速度一般為 l2m/s15m/s以上,洗滌法凈化器內的速度在4m/s6m/s左右,過濾法和靜電法處理器內的速度在2m/s4m/s左右。

  一般采用壓力為800Pa 左右的低壓風機。如果場地許可應盡量采用后抽風形式,避免風機出現積油、堵塞、燒電機等問題。

5.2處理工藝的選擇

  從目前國內飲食業油煙處理的工程實踐來看,能全面符合我國油煙排放要求的常用處理工藝首選靜電法,其次為洗滌法和過濾法,慣性分離法只適用于簡單處理。異味的去除效果也以靜電法最佳。

對于規模大,投資預期高,排放要求嚴格,而且對周圍居民造成影響大的項目應采用靜電型設備,而對一般中小型飲食業,處理要求較高,投資額不大,對周圍居民影響不太大的,可采用過濾法或洗滌法。

  另外,根據實際情況可進行組合式處理工藝設計,例如運水煙罩+過濾法工藝組合;沖擊水浴式凈化器+活性碳(維)過濾等,在實踐中都有成功的實例。

5.3靜電型設備選型和維護

  根據靜電法處理油煙的原理可知靜電型設備的技術關鍵在于電場發生器和高頻電源。高頻電源的穩定耐用性是設備得以長期正常運行的前提,電場發生器的形式決定了設備的處理效果,通常采用蜂巢型形式的電場發生器。靜電型設備選型時應以比較設備的耐用性、高效性、安全方便性和經濟性作為考慮因素。

靜電型處理設備在運行中最大的問題來自于集塵極板的清洗。長期使用時極板上的油膜會降低放電強度,從而影響凈化效率。在實際使用時用戶可與生產設備的廠家簽定售后的極板清洗服務要求。能長期提供此類服務的靜電設備生產廠家在市場中將必然會取得較高競爭力和占有較大的市場份額。

中科院大氣物理研究所研究員王也躍思在2012年開展的“霧霾”來源調查中發現,北京市的PM2.5顆粒物污染物有20%來自烹飪油煙,還有低空的“臭氧”。

在今年4月15日的上海國際環保展會上,當走進大氣污染環境治理廳(E)區時,一股強烈的刺鼻的氣體味道撲面而來,在展廳中正在展覽中的工業廢氣治理的設備除了“催化燃燒工藝”以外,幾乎全部是來自工業的“靜電除塵”法,油煙高壓靜電凈化,低溫等離子凈化,各種除臭高效凈化設備等等。

家用空氣凈化器、餐飲油煙凈化器、工業廢氣凈化設備所有制造商在生產中所用的工藝都離不開“靜電除塵”方式。廉價的靜電除塵自然是廠家們的最愛。而且為了無阻力和低成本,基本都拋棄了傳統的濕法和機械過濾方法,直接用高壓電場來處理油性和粘性很大的油煙廢氣,因為在吸入油煙廢氣的同時,大量的新鮮空氣也被重新電場電離了一次,這樣的處理方式,使排出的氣體中大部分原來新鮮的空氣都變成了“臭氧”,越是城市人口密集的一線城市,這些千萬臺油煙凈化設備也淪為危害人身健康的制造機器,“臭氧”對人體的危害到底多大呢?

臭氧是地球大氣中一種微量氣體,大氣中90%以上的臭氧存在于大氣層的上部或平流層,離地面有10~50千米,這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能對阻擋紫外線有一定作用。一些專家發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢,就令人感到不妙了。雖然臭氧在平流層起到了保護人類與環境的重要作用,但若其在對流層濃度增加和超標,臭氧則是個無形殺手!它強烈刺激人的呼吸道,造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎 和肺氣腫;臭氧會造成人的神經中毒,頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退;臭氧會對人體皮膚中的維生素E起到破壞作用,致使人的皮膚起皺、出現黑斑;臭氧還會破壞人體的免疫機能,誘發淋巴細胞染色體病變,加速衰老, 致使孕婦生畸形兒;臭氧的比重約為空氣的1.66倍,聚集在下層空間,所以個頭小的兒童是最直接的受害者;老人和肺病患者由于身體比較虛弱,更容易被臭氧所侵害;

“靜電除塵”是工業上用得很多的一種低阻高效除塵措施。但是,這是一種除塵措施,而不是“空氣凈化措施”;靜電除塵器的原理是在空氣中制造高壓電場,讓空氣中的微塵帶上電荷,然后通過極板的固定電荷讓微塵定向移動到極板上,從而將其捕獲.這個過程中很可能因為空氣所含雜質不同導致意外電離,這時候就會產生臭氧了。

而現在國家新出臺規定比如“餐飲油煙排放新標準”中并沒有規定臭氧的排放量和指標,如果認真的做下科學統計,現在大中城市中的這種油煙凈化器和工業廢氣凈化設備所產生的臭氧量總合肯定是驚人的,這些徘徊在密集城市低空的有害氣體,再一次與空氣中的氮氧化物、碳氫化合物和不飽和烴(如汽車廢氣中的烴類)的化學反應產物跟洛杉磯煙霧有相同的傷害效應。美國斯坦福研究所的學者指出,形成O3的活性有機化合物和氮氧化物的主要來源是汽車排放的廢氣。但是,由于中國在環保的強制要求下,各個廠家的利益帶動下,大量的人為制造的臭氧正在我們周圍形成,每一臺空氣凈化器,油煙凈化和工業廢氣設備都在制造著臭氧,因此,O3的濃度升高是光化學煙霧污染主要來源。所以如果你真的要為家里選擇一款空氣凈化設備,還是不太建議使用靜電除塵的。

5.4洗滌法中的吸收液

  吸收液是洗滌法中的重要的因素。吸收液大多是表面活性劑類化學藥劑,運水煙罩還配有專門的清洗液。

  洗滌后的廢液應設油水分離裝置,將油污排出并定期收集,而清水在設備內循環使用,避免二次污染

5.5洗滌型處理凈化器設計中的問題

  洗滌型處理設備在中小型飲食業油煙處理中最為常見,實踐運行時遇到的問題也最多。

5. 5. 1 氣液接觸方式

  只作簡單噴淋方式的洗滌型凈化器效果最差,不能達到排放要求。采用沖擊折射式或旋流板式的設計處理效果相當理想。

5. 5. 2 處理后煙氣的氣水分離

  洗滌型凈化器需設氣水分離裝置,否則煙氣中帶有水液滴成霧狀,影響處理效果。設計中常用的氣水分離器是折板式除霧器、鷗式除霧器和旋流板式除霧器。

5.6工藝路線的確定

高效油煙生物凈化器,運用專利的生物巢填料和獨特的生物膜技術對廚房油煙凈化特別高效。生物過濾短短0.3-1秒鐘,即可長期穩定達到排放標準,具有不需要清洗,異味去除效果好、省去高煙囪排放、使用壽命長等優點。治理后的油煙濃度只有0.60mg/m3~1.58mg/m3(國標2.0 mg/m3)真正做到環保節能、實用。其特點如下:

1.   處理時間短,效率高,超強祛除異味效果。

2.   經過篩選合適處理對象的生物菌種和馴化、培育一次刮膜成型后,無需不斷偷家生物菌種。生物菌種和填料使用壽命長可達5年以上。

3.   系統具有間歇性工作的能力,可以停止10天后再次運行,不受影響。不需要專門維護。

4.   系統運行穩定,出故障幾率低。如果油煙風機和水泵不出故障,系統可以保持正常穩定運行。

整套設備可隨經營場地變換而遷移后繼續使用。

5.7本方案設計工藝流程

灶臺排放口-油煙收集--引風機—高效生物凈化器—達標排放。



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